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何謂減碳又如何減碳?

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發布日期:2021-11-20 來源:無知一熊 瀏覽次數:96
核心提示:何謂減碳,又如何減碳?減碳就是要減少大氣中的二氧化碳含量。這里有個關鍵詞大氣,就二氧化碳而言,大氣是開口系統(控制體),既有輸入也有輸出,大氣與其環境之間二氧化碳交換如下圖所示;要減少大氣中的二氧化碳含量,就必須使輸入大氣的二氧化碳總量少于輸出大氣的二氧化碳總量,這是減碳之要。

1.關于減碳的總體認識

何謂減碳,又如何減碳?減碳就是要減少大氣中的二氧化碳含量。這里有個關鍵詞大氣,就二氧化碳而言,大氣是開口系統(控制體),既有輸入也有輸出,大氣與其環境之間二氧化碳交換如下圖所示;要減少大氣中的二氧化碳含量,就必須使輸入大氣的二氧化碳總量少于輸出大氣的二氧化碳總量,這是減碳之要。

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如何減少二氧化碳的輸入(大氣)量?根本上講就是要減少大氣控制體之外的煤炭、石油、天然氣等含碳燃料的燃燒,這類含碳燃料的燃燒產生新的二氧化碳并進入大氣,導致大氣二氧化碳含量凈增加。

至于生物質燃料燃燒,因生物質的碳來自于大氣中的二氧化碳(綠色植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳),燃燒生物質產生的二氧化碳回到大氣,只是二氧化碳在大氣內外完成一個循環;假如生物質燃燒利用的能量利用效率高至生物質燃燒利用機組(系統)可以自持(不需外加動力),那么,燃燒生物質回收能量將不會增加大氣二氧化碳的含量(燃燒生物質回收能量雖然不減碳,但也不增碳,相較煤、油、氣燃燒利用將增加大氣的二氧化碳而言,燃燒生物質回收能量還是可取的)。

這就引出了含碳燃料燃燒利用的“效率”問題。不同的含碳燃料燃燒利用機組(系統)的能量利用效率不同,其利用單位能量的二氧化碳產量也不同;權衡利用單位能量的二氧化碳產量可給出含碳燃料及其燃燒利用機組(系統)的優劣;這說明,如果不能淘汰含碳燃料燃燒利用,便需要權衡單位發電量二氧化碳產量這個指標的高低。

以燃料燃燒發電為例(目前有蒸汽輪機發電和燃氣輪機發電2種方式),生物質燃燒蒸汽輪機發電的發電效率約為22%(低于25%),大型火電廠蒸汽輪機發電的發電效率約為30%,天然氣等氣體燃料燃氣輪機發電的發電效率高于40%;發電效率越高,單位二氧化碳產量的發電量便越大,換言之,單位發電量產生的二氧化碳量變越小,因此,即使含碳燃料燃燒發電,因機組發電效率不同,其單位發電量的二氧化碳產量也不同。根據單位發電量的二氧化碳產量盡可能小判據,天然氣優于是煤炭,煤炭優于生物質,燃氣輪機發電機組優于蒸汽輪機發電機組。

如何增大二氧化碳的輸出(大氣)量?目前最可靠的途徑是增大光合作用的二氧化碳轉化量,增大生物質及其他垃圾的物質利用比例以減少二氧化碳再次回到大氣的量,其次是加強碳捕集、利用和封存。

2.關于減碳的建議

鑒于上述減碳的總體認識,減碳建議如下。

1)系統減碳。樹立系統觀,全國一盤棋,立足減少二氧化碳輸入(大氣)總量,系統減碳;重點減碳對象是煤、油、氣燃燒利用領域,但在該領域也應按重要性、規模、能量利用效率和改造或替代成本分出減碳改造或替代的先后;避免各行各業各領域各機組(系統)平均化。要訣是系統減(二氧化碳的輸入總量),而不是減某行某業某領域某機組(系統)(的二氧化碳產量),減碳不等于禁燒(煤、油、氣)。

2)使用無碳能源。推廣使用核能、水勢能、太陽能、風能、潮汐能等無碳能源。

3)提高生物質綜合利用水平。增大生物質及垃圾的物質利用比例,盡量減少生物質及垃圾焚燒利用比例。

4)提高效率。新建項目應采用較高能量利用效率的技術、工藝和設備,優先使用油、氣燃料,推廣煤改氣和熱電聯供;推動舊項目節能節水節電和智能化、智慧化改造。

5)提高光合速率。提高綠化率,提高光合速率,加強二氧化碳吸收與轉化。

6)開發推廣碳捕集、利用和封存技術、工藝、設備和產品。

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